コンパニオンプランティング

ヨーロッパ人が到来する以前、アメリカ大陸の先住民はさまざまな形で混植を行っていました。これらの人々は8,000年から10,000年前にカボチャを栽培化し、 ^{[ 2 ] [ 3 ]}次にトウモロコシ、そしてインゲン豆を栽培化して、三姉妹農法を形成しました。トウモロコシの茎はインゲン豆が這い上がるための支柱として機能し、インゲン豆は窒素を固定してトウモロコシに恩恵をもたらし、カボチャの広い葉は土壌に十分な日陰を提供し、土壌を湿潤で肥沃に保ちます。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

約2000年前の古代ギリシャとローマの著述家たちは、一部の植物が近くの他の植物に対して有毒（アレロパシー）であることを認識していた。 ^{[ 7 ]}テオフラストスは、月桂樹とキャベツがブドウの木を弱らせると報告した。 ^{[ 8 ] [ 9 ]}大プリニウスは、クルミの木（ Juglans regia ）の「日陰」が他の植物を毒すると書いた。^{[ 10 ] [ 9 ]}

中国では、アカウキクサ（Azolla spp.）は少なくとも千年以上前から稲作のコンパニオンプランツとして利用されてきた。アカウキクサは、大気中の窒素を固定するシアノバクテリア（Anabaena azollae）を宿主とし、稲と競合する植物への光を遮断する。^{[ 11 ]}

近年では、1920年代から有機農業や園芸では、他の多くの施肥、雑草抑制、害虫駆除の方法が禁止されているため、混植が頻繁に行われるようになった。^{[ 12 ]}パーマカルチャーも同様の方法を提唱している。^{[ 13 ]}

このようなシステムで使用されるコンパニオンプランツのリストは大きく、野菜、果樹、キッチンハーブ、庭の花、飼料作物などが含まれます。正の相互作用（2つの種が互いに助け合う）と負の相互作用（植物を一緒に育てない方が良い）の数はより多いですが、そのような相互作用の証拠は、制御された実験から伝聞まで多岐にわたります。たとえば、キャベツ科（Brassicaceae ）の植物は、セロリ、ネギ科（ Allium ）の植物、芳香ハーブとよく育つと伝統的に言われていますが、イチゴやトマトとは一緒に育てない方が良いと考えられています。^{[ 14 ] [ 15 ]}

2022年、農学者は、作物の「持続可能な」保護を実現するために、作物の病害抵抗性、生物的害虫防除を提供する天敵（寄生蜂や捕食者）の保護、害虫を忌避するための芳香性草本などの混植を含む複数のツールを使用すべきであると推奨した。彼らは、作物、混植植物、草食性害虫、およびそれらの天敵間の多くの相互作用を考慮した多栄養段階アプローチが不可欠であると考えていた。 ^{[ 16 ]}多くの研究が作物害虫に対する植物の影響を調べてきたが、相互作用を深く研究したり、圃場試験を使用したりしたものは比較的少ない。^{[ 17 ]}

クローバーなどのマメ科植物は、根粒内の共生細菌によって空気中の窒素を固定することで、イネ科植物などの近隣の植物に窒素化合物を供給します。これにより、イネ科植物やその他の近隣の植物は、より多くのタンパク質を生産し（人工肥料の投入量を減らして）、より多く成長することができます。^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

トラップ作物は、害虫を主作物から遠ざけるために代替植物を使用します。たとえば、ナスタチウム（Tropaeolum majus ）は、主にキャベツ科（アブラナ科）の植物を食べる一部のイモムシの食草です。 ^{[ 24 ]}一部の園芸家は、害虫の卵がナスタチウムに優先的に産み付けられるため、アブラナ科植物の周りにナスタチウムを植えることで食用作物を被害から守ることができると主張しています。^{[ 25 ]}しかし、小規模な温室、庭、および圃場での実験では、多くのトラップ作物が害虫を主作物からそらしますが、これらの植物のうち、大規模な商業規模で害虫被害を軽減できるのはごく一部です。^{[ 26 ]}

S. Finch と RH Collier は、「雑草がなくなったので昆虫ははっきりと見える」と題した論文で、飛翔害虫は宿主植物が他の植物や緑色の「おとり植物」に囲まれている場合、成功率がはるかに低くなることを実験的に示しました。^{[ 27 ]}害虫は段階的に宿主を見つけ、まず植物の匂いを感知して宿主植物に着地しようとし、裸地を避けます。植物が孤立している場合は、昆虫は匂いの近くの緑の部分に着地し、「適切な着地」をします。間違った植物に着地した場合、「不適切な着地」となり、飛び立って別の植物に飛びます。不適切な着地が多すぎると、最終的にその地域を離れます。^{[ 27 ]}クローバーを地被植物として混植すると、4 つの異なる昆虫目に属する 8 種の害虫に対して同様に破壊的でした。ある試験では、裸地で栽培されたキャベツのそばに産卵したキャベツハエの36%が（作物を壊滅させた）のに対し、クローバーの中で栽培されたキャベツのそばではわずか7%しか産卵しなかった（これにより良好な収穫が得られた）。緑色の段ボールで作った単純なおとりも、生きた地被植物と同じくらい効果があった。^{[ 27 ]}

いくつかの植物はアレロパシー性があり、他の種の成長を阻害する化学物質を生成します。たとえば、ライ麦は穀物作物として有用であり、混植の雑草を抑制する被覆作物として使用したり、刈り取って雑草抑制マルチとして使用したりできます。^{[ 28 ] [ 29 ]}ライ麦は、[2,4-ジヒドロキシ-1,4(2H)-ベンゾキサジン-3-オン（DIBOA）と2(3H)-ベンゾキサゾリノン（BOA）]という2つの植物毒性物質を生成します。これらは、イネ科植物と双子葉植物の両方の発芽と苗の成長を阻害します。^{[ 30 ]}

一部のコンパニオンプランツは、芳香性揮発性化学物質を生成することによって、害虫や病原菌が作物に被害を与えるのを防ぐのに役立ちます。これはアレロパシーの一種です。^{[ 17 ]}例えば、マリーゴールドの葉の香りは、アブラムシが近隣の植物を食害するのを防ぐと言われています。^{[ 31 ]} 2005年の研究では、メキシカンマリーゴールドから抽出された油性揮発性物質が、5日間の暴露後に3種のアブラムシ（エンドウアブラムシ、モモアカアブラムシ、温室アブラムシ、ジャガイモアブラムシ）の繁殖を最大100%抑制できることがわかりました。 ^{[ 32 ]}園芸家にはおなじみのもう1つの例は、タマネギとニンジンが互いの害虫と相互作用することです。タマネギの匂いはニンジン根蛆を遠ざけ、ニンジンの匂いはタマネギ蛆を遠ざけると一般的に信じられています。^{[ 19 ] [ 1 ]}

いくつかの研究では有益な効果が実証されています。たとえば、キャベツ作物はモンシロチョウによって深刻な被害を受ける可能性があります。モンシロチョウには天敵である寄生バチMicroplitis mediator がいます。キャベツの間にヤグルマギクを混植することで、寄生バチの数を十分に増やし、モンシロチョウを抑制できます。これは、殺虫剤の使用を減らし、農家と地域の生物多様性に利益をもたらす自然防除の可能性を示唆しています。^{[ 33 ]}園芸では、マリーゴールドは、生成する芳香性リモネンを介して、トマト植物を温室コナジラミ（アブラムシの一種）から効果的に保護します。 ^{[ 34 ]}標的と共生植物のすべての組み合わせが効果的であるとは限りません。たとえば、多くの作物にとって有用な共生植物であるクローバーは、アブラナ科作物を覆い隠すことはできません。^{[ 35 ]}

しかし、複数種からなる生態系への影響は複雑であり、作物の収量増加にはつながらない可能性がある。例えば、フレンチマリーゴールドはリンゴを食い荒らす深刻な害虫であるコドリンガの幼虫を抑制するが、同時にコドリンガの天敵であるヒメバチ科の寄生バチAscogaster quadridentataなどの昆虫も抑制する。その結果、混植によってリンゴの被害が軽減されない。^{[ 36 ]}

菜園で蜜や花粉を豊富に生成するコンパニオンプランツ（昆虫誘引植物）は、害虫を駆除する益虫の個体数を増やすのに役立つ可能性がある。 ^{[ 38 ]}

芳香性揮発性物質を生成する一部のコンパニオンハーブは天敵を引き寄せ、害虫の抑制に役立ちます。ミント、バジル、マリーゴールドはすべて、雑食性捕食者などの草食性昆虫の天敵を引き寄せます。たとえば、スペアミントはカスミカメムシNesidiocoris tenuisを引き寄せ、バジルはクサカゲロウCeraeochrysa cubanaを引き寄せます。^{[ 37 ]}

植物種間、そして植物種と害虫種、害虫の天敵との間の複数の相互作用は複雑で、十分に理解されていません。2019年にブラジルで行われた野外調査では、ケールを対象作物としてパセリを混植すると、寄生バチの数も減少するにもかかわらず、アブラムシの害虫（Brevicoryne brassicae、Myzus persicae）の抑制に役立つことがわかりました。捕食性昆虫の数は増加し、アブラムシを殺す寄生バチを捕食した可能性があり、アブラムシの減少は、広食性捕食者の増加によって引き起こされた可能性があります。^{[ 39 ]}

作物の中には、防風林や日陰として、さまざまな種類の植物の保護下で栽培されるものがあります。たとえば、日陰栽培のコーヒー、特にアラビカコーヒーは、伝統的に、薄い樹冠を持つ点在する樹木によって作られる軽い日陰で栽培されてきました。これにより、コーヒーの木に光が届きますが、過熱から保護されます。^{[ 40 ]}適したアジアの樹木には、 Erythrina subumbrans (tton tong または dadap)、Gliricidia sepium (khae falang)、Cassia siamea (khi lek)、Melia azedarach (khao dao sang)、そして有用な木材となるPaulownia tomentosaなどがあります。 ^{[ 41 ]}